三峡库区八字门滑坡变形机理与影响因素敏感性分析

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自从2003年6月三峡库区首次蓄水以来,库区范围内的地质灾害屡见不鲜,其中以滑坡灾害为主,造成了较大的经济损失和人员伤亡。本文以三峡库区八字门滑坡为研究对象,依据滑坡的勘查报告、专业监测资料等,对滑坡的变形机理、变形特征进行研究分析,结合Geo-Studio软件进行数值模拟,分析在不同的库水位的升降速率和降雨工况下,滑坡体内的渗流场和稳定性系数的变化规律,并运用数理统计中的正交试验设计法,对滑坡稳定性影响因素进行敏感性分析。研究内容与成果如下:1)结合2004-2018年的八字门滑坡的专业监测资料、勘查报告,对库水位的涨落、大气降雨对滑坡的影响进行研究分析,得出如下结论:(1)滑坡的中后部的变形破坏程度大于其它部位。(2)滑坡整体的位移呈典型的“阶跃”式递增,每年的5-7月份滑坡整体位移量陡增,在此期间内,滑坡月位移量一般为50mm左右,最大可达到170mm左右(2012年6-7月份),同年其它月份,滑坡位移量较小,滑坡月位移量均在20mm以下。(3)滑坡位移量陡增期间,正处于库水位快速消落阶段,在时间上吻合程度较高,库水位的下降是引起滑坡产生大幅度位移的主导因素。(4)降雨量的增减不一定会引起滑坡位移量的增减,例如:2009年的年降雨量为863.6mm,滑坡的年位移量约为250mm;而2015年的年降雨量达到1234mm,滑坡的年位移量约为150mm。降雨对滑坡变形是一种“辅助式”影响。2)由于三峡库区库水位升降规律为骤升缓降,在对处于库水位下降期和库水位上升期的滑坡进行数值模拟时,将前者库水位下降速率定为0.6-1.2m/d,后者库水位上升速率定为0.5-2m/d。结果表明:在库水位下降期,当库水位下降速率从0.6m/d升至1.2m/d时,滑坡体内的浸润线将与坡外库水位形成一定高度的水头差,产生指向坡外的动水压力作用,动水压力作用的增强幅度,随着库水下降速率的增加而增大,此时滑坡的稳定性也将逐渐降低;在库水位上升期,当库水位上升速率从0.5m/d升至2m/d时,将会产生指向坡内动水压力作用,动水压力作用的增强幅度,随着库水上升速率的增加而增大,此时滑坡的稳定性将逐步增强。3)以正交试验设计法为分析基础,将滑带土的内摩擦角φ和粘聚力c、库水位升(降)速率V、滑体重度γ、降雨量T作为影响因素,稳定性系数Fs作为评价指标,对滑坡的稳定性进行敏感性分析。结果表明:在库水位处于低水位上升期和高水位下降期时,滑坡的稳定性对滑带土的内摩擦角φ和粘聚力c、库水位升(降)速率V的敏感程度较高;而滑坡的稳定性对滑体重度γ、降雨量T的敏感程度有所不同。
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